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药用植物牛大力组织培养初探



全 文 :牛大力又叫山莲藕、大力薯,是豆科崖豆藤属
植物美丽崖豆藤(Millettia speciosa Champ.)的根[1],
主要分布于广西、广东、海南、越南北部等地 [2]。 其
性味甘、平,具有补虚润肺、强筋活络功效,临床上
主要用于治疗肺热咳嗽、风湿性关节炎、腰肌劳损、
胃溃疡、慢性肝炎、肺结核等疾病[3]。 早在20世纪70
年代,牛大力作为壮腰健肾丸、强力健身胶囊的原
料已用于中成药生产[4]。 目前,关于牛大力的化学
成分、生物活性分析及组织培养已有报道[5~8]。 由于
市场上销售的牛大力原料主要依靠采挖其野生资
源,导致该药用植物资源日趋枯竭。 针对牛大力原
材料不足问题,可发展牛大力人工栽培,采用组织
培养方法可有效解决其优质种苗繁殖问题。本研究
以牛大力幼嫩茎段为外植体进行组织培养,探讨其
再生体系,以期为牛大力的快速繁殖提供参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
收稿日期:2009-07-08
基金项目:广西农业科学院科技发展基金项目(201008)
作者简介:潘颖南(1966-),女,广西武鸣人,副研究员,主要从事植物组织和细胞培养等研究工作。
药用植物牛大力组织培养初探
潘颖南,张向军,蒙 平,庾韦花,陈少珍,唐 军,黄素梅,邹 瑜
(广西农业科学院生物技术研究所, 南宁 530007)
摘要:以牛大力幼嫩茎段为外植体,采用0.1% HgCl2不同处理时间对外植体进行灭菌;以MS为基本培养基,探讨
不同浓度6-BA(2.0、2.5 mg/L)和NAA(0.2、1.0 mg/L)对无菌外植体愈伤组织和芽的诱导效果;以1/2MS为生根培养基,
分别附加不同浓度NAA(0~2.5 mg/L)和IBA(0~2.5 mg/L),探讨对生根培养的效果。结果表明,0.1% HgCl2处理15 min,
外植体褐化率和污染率较低;MS培养基中添加不同浓度6-BA和NAA组合均能诱导牛大力茎段产生愈伤组织,但以添加1.0
mg/L NAA的愈伤组织诱导率最高;添加NAA和6-BA可诱导牛大力茎段上的腋芽萌动再生,但最高出芽率仅78.6%;再生
芽的适宜增殖培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA,培养30 d,增殖倍数可达4~5倍;在培养基1/2MS+NAA 2.5
mg/L+IBA 2.5 mg/L中培养,其生根率可达66.7%;经过炼苗,移栽到菜园土和河沙(3∶1)的混合基质中,30 d后试管苗的
移栽成活率可达85%以上。
关键词:牛大力;茎段;愈伤组织;诱导;生根
中图分类号:Q943.1 文献标识码:A 文章编号:1002-8161(2010)06-0523-03
广西农业科学 2010,41(6):
Guangxi Agricultural Sciences
523-525
Tissue culture of medicinal plant Millettia speciosa Champ.
PAN Ying-nan,ZHANG Xiang-jun,MENG Ping,YU Wei-hua,CHEN Shao-zhen,
TANG Jun,HUANG Su-mei,ZOU Yu
(Biotechnology Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China)
Abstract: The young stems of Millettia speciosa Champ. were used as explants. After sterilization with 0.1% HgCl2
for 12, 15 and 18 min, the callus and buds of explants were induced in MS medium added with different concentrations of
6-BA(2.0, 2.5 mg/L)and NAA(0.2, 1.0 mg/L). The 1/2MS medium added with NAA (0-2.5 mg/L) and IBA (0-2.5 mg/L)
was used to conduct root culture in induced plantlets. The results showed that the browning and infection rate of explants
were lower when sterilized for 15 min by 0.1%HgCl2. The callus of explants could be induced in medium added with
different combinations of 6-BA and NAA, but the induction rate of callus was the highest in medium added with 1.0 mg/L
NAA. The axillary buds in stem could be germinated in media added with 2.0 and 2.5 mg/L 6-BA, but the highest
germination rate only reached 78.6%. The best medium for multiplication of regenerated axillary buds was MS+2.0 mg/L 6-BA+
0.05 mg/L NAA, the multiplication coefficient was 4.0-5.0 after cultured for 30 days. It was found that the rooting rate of
multiplied buds was up to 66.7% in medium 1/2MS+NAA 2.5 mg/L+IBA 2.5 mg/L, and the survival rate of transplants
reached 85% on 30 days after transplanted to mixed matrix of vegatable soil and river sand(3∶1).
Key words: Millettia speciosa Champ.; stem; callus; induction; rooting
523· ·
供试野生牛大力采自广西宁明县、 南宁市等
地,以其幼嫩茎段为外植体。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 外植体灭菌 将牛大力茎段置于含少量洗
衣粉自来水中浸泡15 min,经自来水冲洗后,在无
菌条件下以75%乙醇浸泡30 s, 再以0.1% HgCl2溶
液分别浸泡12、15、18 min,经无菌水冲洗4次后,以
无菌滤纸吸干备用。
1. 2. 2 不同灭菌时间对外植体的影响 将经不同
灭菌时间处理的外植体剪成1 cm左右的带腋芽茎
段,接入MS+2.0 mg / L 6-BA+0.2 mg / L NAA培养基
中进行培养,25 d后统计各处理外植体的污染率和
褐化情况,获得的无菌材料用于后续试验。
1. 2. 3 不同激素组合对愈伤组织和芽诱导的影响 以
MS为基本培养基,分别添加不同浓度6-BA(2.0、2.5
mg / L)和NAA(0.2、1.0 mg / L),将获得的无菌外植
体接种于不同培养基培养30 d后,调查各处理对牛
大力茎段愈伤组织和芽的诱导效果。将获得的诱导
芽在MS+2.0 mg / L 6-BA+0.05 mg / L NAA增殖培养
基中进行增殖培养。
1. 2. 4 不同激素组合对生根诱导的效果 以1 /2MS
为生根培养基,分别附加不同浓度NAA(0~2.5 mg/L)
和IBA(0~2.5 mg / L), 进行生根培养。
培养条件:基本培养基中附加3%蔗糖,0.35%
琼脂,pH 5.8~6.0,培养温度25~28℃,光照10 h/d, 光
照强度1500~2000 lx。
2 结果与分析
2. 1 不同消毒时间对外植体的影响
从表1可知,经0.1% HgCl2不同时间处理后,外
植体污染率逐渐降低,但仍保持在较高水平;当灭
菌12 min时, 外植体污染率高达60%; 灭菌18 min
时,灭菌效果最好,但外植体污染率仍高达25%。 说
明牛大力茎段灭菌比较困难,这可能与牛大力茎段
表面披有绒毛有关,此结果与时群等 [7]和黄碧兰
等 [8]的报道相似。 此外,随着灭菌时间的延长,外植
体的褐变数量不断增加,而外植体发生褐变将会影
响腋芽的诱导效果。 所以,为了尽量减少外植体的
褐化,0.1% HgCl2灭菌时间宜采用15 min。
表 1 0.1% HgCl2不同处理时间对牛大力外植体培养效果的
影响
Table 1 Effects of different treatment time of 0.1% HgCl2 on
explants culture of Milletia speciosa Champ.
处理时间
(min)
Treatment
time
外植体数
(个)
Number of
explants
污染外植体
(个)
Number of
infected explants
污染率
(%)
Infecting
rate
无菌褐化外植体
(个)
Number of
browning explants
12 60 36 60 9
15 60 21 35 27
18 60 15 25 42
2. 2 不同激素对茎段愈伤组织和芽诱导的影响
从表2可知,含不同激素组合的培养基均可诱
导牛大力茎段产生愈伤组织,愈伤诱导率为30.0%~
58.3%, 其中以含1.0 mg / L NAA的培养基中的愈伤
生长量最大, 说明NAA诱导愈伤组织的作用较6-
BA明显。 但是,单独添加NAA不能诱导牛大力茎段
上的腋芽萌动生长, 须附加6-BA才能诱导其萌动
生长,说明6-BA是牛大力茎段芽诱导的必需激素。
外植体数(个)
Number of
explants
形成愈伤外植体数(个)
Number of
inducted explants
愈伤诱导率(%)
Induction rate of
callus
愈伤生长量
Callus size
出芽外植体数(个)
Number of explants
with bud
出芽率(%)
Budding rate
2.0 0.2 20 6 30.0 中 14 70.0
2.5 0.2 28 10 35.7 中 22 78.6
0 1.0 12 7 58.3 大 0 0
6-BA NAA
激素组合(mg/L)Hormone combination
表 2 不同激素组合对牛大力茎段愈伤组织和芽诱导的效果
Table 2 Effects of different hormone combinations on callus and bud induction of Milletia speciosa Champ. stem
2. 3 牛大力芽增殖培养
牛大力诱导芽在MS+2.0 mg / L 6-BA+0.05 mg /
L NAA的增殖培养基中培养30 d左右,即可获得4~
5倍的增殖系数。通过多次的继代培养,就可获得大
量的牛大力继代苗(图1:A)。
2. 4 牛大力芽的生根诱导
将长约2 cm的无根芽剪下接种到生根培养基
中诱导生根,接种培养25 d左右,牛大力无根芽基
部皮层形成白色不定根1~3条,根长约1~3 cm(图1:
B)。 从表3看出,不添加任何生长调节剂的1 / 2MS培
养基不能诱导牛大力芽生根;分别添加生长调节剂
NAA 1.5~2.5 mg / L或IBA 1.5~2.5 mg / L时, 其生根
率均较低,为33.3%~60.0%;当NAA 2.5 mg / L和IBA
2.5 mg / L配合使用时,对其生根虽有促进作用, 但
促进效果不明显, 生根率仅为66.7%, 与单独添加
NAA 2.5 mg / L的生根率无显著差异。
广 西 农 业 科 学524· ·
表 3 不同激素组合对牛大力试管苗生根的影响
Table 3 Effect of hormone combinations on rooting of Milletia
speciosa Champ.
接种芽数(个)
Buds
生根数(条)
Rooting number
生根率(%)
Rooting rate
0 0 20 0 0
1.5 0 20 9 45.0
2.5 0 30 18 60.0
0 1.5 30 10 33.3
0 2.5 30 12 40.0
2.5 2.5 30 20 66.7
激素组合 (mg/L)
Hormone combination
NAA IBA
2. 5 移栽
移栽前,提前4~5 d打开试管苗瓶盖,让牛大力
试管苗在自然光照条件下炼苗,然后取出并洗净根
部的培养基,移栽到菜园土和河沙(3∶1)的混合基
质中并浇透水后,遮阴保湿。 10 d内需给叶面喷水,
以增加和保持空气湿度。移栽30 d,其成活率达85%
以上。
3 结论与讨论
HgCl2处理时间是影响牛大力茎段培养效果的
一个重要因素。 HgCl2处理时间越长,外植体灭菌效
果越好,但是处理时间延长会使外植体受毒害增加
从而发生褐化,使其腋芽很难诱导萌动。所以,为了
尽量减少外植体褐化,0.1% HgCl2浸泡处理时间宜
采用15 min。 本研究结果表明,6-BA是牛大力外植
体腋芽诱导的必需激素,单独添加NAA不能诱导牛
大力茎段上的腋芽萌动,但能诱导牛大力茎段形成
愈伤组织。
牛大力是一种木质藤本植物,存在生根较难的
问题,在本研究中,其最高生根率仅为66.7%,这与
黄碧兰等 [8]的报道相似,因此,如何获得较高的生
根率还需做进一步研究。由于牛大力试管苗的叶片
大且薄,所以移栽后需要特别注意遮阴保湿。
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(责任编辑 韦莉萍)
图 1 牛大力增殖苗(A)和生根苗(B)
Fig.1 Multiplication plantlet (A) and rooting plantlet (B) of Milletia speciosa Champ.
A B
潘颖南等:药用植物牛大力组织培养初探 525· ·